一、需求分析
電力調(diào)度是電力行業(yè)最核心的業(yè)務(wù)之一。電力調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心和調(diào)度終端(RTU)兩大部分組
成。電力調(diào)度監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng),可以通過(guò)分散分布的各個(gè)遠(yuǎn)端采集單元RTU采集覆蓋密集的電網(wǎng)上的信
息,可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視與顯示、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與調(diào)節(jié)、事故報(bào)警、越限 變位報(bào)警、數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)、工作信息登錄、自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、事故追憶等功能。電力調(diào)度自
動(dòng)化系統(tǒng)幫助調(diào)度員及時(shí)了解、掌握電力情況，監(jiān)控電網(wǎng)信息，通過(guò)對(duì)電力信息的實(shí)時(shí)掌控可以優(yōu)化
資源調(diào)配，更有效地利用和調(diào)配有限的電力資源。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是幫助電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度人員
及時(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀況，并及時(shí)合理地調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的有力工具，它能大大的提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效
益并極大的減輕調(diào)度人員和各分站運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
目前，全國(guó)已形成五級(jí)調(diào)度管理系統(tǒng)。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)主要由國(guó)家電力調(diào)度數(shù)據(jù)一級(jí)網(wǎng)，區(qū)域二
級(jí)網(wǎng)，省級(jí)三級(jí)網(wǎng)，地市四級(jí)網(wǎng)和縣級(jí)五級(jí)網(wǎng)，覆蓋各級(jí)調(diào)度中心和直調(diào)發(fā)電廠、變電站。目前一級(jí)
網(wǎng)基本建成，二、三級(jí)網(wǎng)工程正在實(shí)施，少數(shù)省市已經(jīng)開始建設(shè)四級(jí)網(wǎng)。 隨著電力調(diào)度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
建設(shè)的完成和逐步成熟，電力數(shù)據(jù)的傳輸和聯(lián)網(wǎng)工作成為下一步工作重點(diǎn)。采用GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸業(yè) 務(wù)能有效地利用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，解決有線通道所無(wú)法解決的問(wèn)題，電力數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS 移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)后,進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和存儲(chǔ),得到精確的量化的實(shí)時(shí),調(diào)度員掌握了這樣的信息,做出相應(yīng)的反映。滿足電力調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展的需要。
GPRS是一種新型的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。GPRS是中國(guó)移動(dòng)在完善優(yōu)化GPRS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中推出的第2.5G通信技術(shù)，它在目前GPRS網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步升級(jí)了無(wú)線接口，使其支持高速補(bǔ)充業(yè)務(wù)信道，從 而可實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。GPRS在傳遞速率、功能方面較GPRS具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，特別適合像 金融交易、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等行業(yè)的通信需求，完全取代過(guò)去傳統(tǒng)的有線MODEM、X.25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信方式。
GPRS通信方式更適合于電力數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，比起以往的電力調(diào)度方式，有以下優(yōu)勢(shì)：
1．GPRS用戶可隨意分布和移動(dòng)自己的網(wǎng)點(diǎn)，無(wú)需擔(dān)心線路的維護(hù)或有線在移機(jī)時(shí)導(dǎo)致的通訊中
斷。建設(shè)新的監(jiān)測(cè)點(diǎn)無(wú)需進(jìn)行拉線、埋線等工作。較光纖或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設(shè)備安裝方便。
2．終端價(jià)格比較低。比起無(wú)線電臺(tái)、擴(kuò)頻通信、衛(wèi)星通信等方式，終端的價(jià)格很低。
3．GPRS資費(fèi)便宜，計(jì)費(fèi)合理。電力數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒(méi)有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費(fèi)很
高的專線（DDN、幀中繼）。GPRS還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。在GPRS網(wǎng)中，用 戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長(zhǎng)時(shí)間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)才占用信道并被計(jì)費(fèi)，保持時(shí)不占用信道不計(jì)費(fèi)。這樣，監(jiān)測(cè)點(diǎn)既不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時(shí)的費(fèi)用。
4．GPRS能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永遠(yuǎn)在線。
5．GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無(wú)縫連接。由于GPRS網(wǎng)本身就是一個(gè)分組型數(shù)
據(jù)網(wǎng), 支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無(wú)需經(jīng)PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（IP網(wǎng)或X.25網(wǎng)）
互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用TCP/IP協(xié)議，較以前的無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，
雙向傳呼，GSM短信息）而言，網(wǎng)絡(luò)接入更加直接方便。
6．覆蓋較好。比較很多無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是比
較好的。
二、系統(tǒng)原理
在電力系統(tǒng)中，常常需要對(duì)眾多的變電站設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，大部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送到管
理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，通過(guò)電
話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，成為電力部門選擇的通信手段亮點(diǎn)之 一。變電站監(jiān)測(cè)設(shè)備將采集到的電力數(shù)據(jù)和告警信息，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)發(fā)送到電力管理部門，可 以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備的及時(shí)管理，大大提高了工作效率，為電力調(diào)度自動(dòng)化提供了嶄新方式。
上傳信息： 來(lái)自RTU的信息首先連接ET1100 GPRS無(wú)線數(shù)傳終端，再通過(guò)GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)向前
置機(jī)/數(shù)據(jù)服務(wù)器傳送，經(jīng)主前置機(jī)/數(shù)據(jù)服務(wù)器處理、存儲(chǔ)后，向網(wǎng)上廣播，各工作站收到信息后進(jìn)
行相應(yīng)處理。
下傳信息： 來(lái)自工作站的信息首先傳送到主前置機(jī)/數(shù)據(jù)服務(wù)器，由其處理后發(fā)送到GPRS移動(dòng)數(shù)
據(jù)網(wǎng)絡(luò)，然后通過(guò)ET1000 GPRS無(wú)線數(shù)傳終端發(fā)送到RTU。
三、方案說(shuō)明
1.變電所子站的GPRS通信設(shè)備選用ET1000 GPRS無(wú)線數(shù)傳終端。
2.為安全和信道保證，從移動(dòng)的GPRS網(wǎng)關(guān)到調(diào)度中心建議用DDN或光纖等專線。并開通專有的
APN網(wǎng)絡(luò)。
四、系統(tǒng)組成
1. 電力監(jiān)控中心：監(jiān)控中心服務(wù)器申請(qǐng)配置Internet上固定的IP地址，或申請(qǐng)配置專線，通過(guò)
光纖、DDN 等數(shù)據(jù)專線直接和移動(dòng)中心機(jī)房的GPRS網(wǎng)絡(luò)連接。監(jiān)控中心服務(wù)器上安裝相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)軟 件。監(jiān)控系統(tǒng)軟件包括通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器四個(gè)部分。
通信服務(wù)器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)代理轉(zhuǎn)發(fā)、通信設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等功能；
監(jiān)控中心服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)、反控等功能；
數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、備份；
WEB服務(wù)器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)管理等功能。 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服
務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB 服務(wù)器可以安裝在一臺(tái)服務(wù)器中，也可以安裝在不同服務(wù)器中。
2.移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)：利用中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)有的GPRS網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心系統(tǒng)的所有交換信息通過(guò)中國(guó)移
動(dòng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
3.監(jiān)控終端：變電站設(shè)備通過(guò)RS232 串口直接與ET1000 GPRS 無(wú)線數(shù)傳終端，并由其建立無(wú)線
數(shù)據(jù)連接。原則上，所有提供RS232/485接口的電力監(jiān)測(cè)設(shè)備均能夠用于該系統(tǒng)方案。
4.ET1022 GPRS無(wú)線數(shù)傳終端介紹 ：ET1022GPRS無(wú)線數(shù)傳終端(也叫GPRS DTU)內(nèi)嵌自主研發(fā)的
IP協(xié)議棧，具有GPRS無(wú)線數(shù)傳功能與SMS短信功能，用戶設(shè)備接口為RS232/RS485/RS422，為用戶數(shù)據(jù)提供透明信道，也可根據(jù)用戶要求提供半透明信道。通過(guò)ET1022 GPRS無(wú)線數(shù)傳終端，易于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心與遠(yuǎn)程設(shè)備之間的數(shù)據(jù)雙向連接與傳輸。通過(guò)ET1000 GPRS無(wú)線數(shù)傳終端，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。ET1022 GPRS無(wú)線數(shù)傳終端具有永遠(yuǎn)在線、按流量計(jì)費(fèi)、寬工作電壓范圍、可選短信工作方式等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于城市配網(wǎng)自動(dòng)化、油田、環(huán)保、城市管網(wǎng)監(jiān)控（煤氣、供熱、 自來(lái)水、污水管網(wǎng)）、路燈監(jiān)控、水文、氣象監(jiān)測(cè)、交通管理、金融、零售、證券、煤礦安全監(jiān)控等需要無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男袠I(yè)。
基本功能：
內(nèi)嵌IP協(xié)議棧；支持PPP、TCP、UDP等協(xié)議；支持無(wú)線AT命令集；為用戶數(shù)據(jù)提供透明信道；也
可根據(jù)用戶要求進(jìn)行協(xié)議分析或轉(zhuǎn)換；可進(jìn)行雙向、對(duì)稱、實(shí)時(shí)的全雙工傳輸；所有工作參數(shù)可通過(guò)
RS232串口進(jìn)行設(shè)置，且可掉電保存；具備動(dòng)態(tài)域名解析功能，支持?jǐn)?shù)據(jù)中心的動(dòng)態(tài)域名和IP地址；
GPRS下線自恢復(fù)功能；硬件看門狗，保證數(shù)傳終端可靠運(yùn)行。
增強(qiáng)功能：
可根據(jù)數(shù)據(jù)中心命令切換GPRS與GSM信道；兩種數(shù)傳模式：GPRS數(shù)傳與GSM短信數(shù)傳；三種工作狀態(tài)：設(shè)置狀態(tài)、無(wú)線數(shù)傳狀態(tài)、低功耗狀態(tài)；終端工作參數(shù)通過(guò)短消息進(jìn)行設(shè)置，帶加密保護(hù)；可短 信啟動(dòng)GPRS數(shù)傳功能，可控制GPRS下線停止數(shù)據(jù)傳輸；內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘，精確到秒；可定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)； 光電隔離的遙信、遙控功能；滿足12位A/D的遙測(cè)功能。
系統(tǒng)特點(diǎn)：
內(nèi)嵌自主研發(fā)的IP協(xié)議棧；抗干擾設(shè)計(jì)，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求；采用先進(jìn)電源技術(shù)，供
電電源適應(yīng)范圍寬，提高設(shè)備的穩(wěn)定性；采用高性能工業(yè)級(jí)GPRS模塊；使用方便、靈活、可靠 ；支持雙頻GSM/GPRS；符合ETSI GSM Phase 2+標(biāo)準(zhǔn) ；數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線 ；支持用戶RS-232/485接口 ；可通過(guò)串口和短消息進(jìn)行設(shè)置 ；選配防潮外殼，適合室外應(yīng)用 ；短消息數(shù)據(jù)備用通道(選項(xiàng))；系統(tǒng)自診斷功能 。
五、GPRS方案的安全性分析
電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送電網(wǎng)自動(dòng)化信息、調(diào)度指揮指令、繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置控制信息等重要
數(shù)據(jù)，是電力安全穩(wěn)定運(yùn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，安全性是調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的首要要求。
GPRS的物理鏈路數(shù)據(jù)本身已經(jīng)采用了加密傳送。 該方案中如果監(jiān)控中心直接連接到GPRS網(wǎng)絡(luò)，
實(shí)質(zhì)為內(nèi)網(wǎng)方案，所有數(shù)據(jù)均與INTERNET 隔離。大大增強(qiáng)了信息的安全性。
可以向移動(dòng)中心申請(qǐng)單獨(dú)的APN（網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)名稱），類似于VPN 方案，可以限制非法SIM用戶的
登錄。
六、結(jié)論
基于GPRS的
